JP2007038490A - Molded body and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数の板状金属体の電気的絶縁などを目的として、金属体を所定間隔に離間させた状態で各金属体の周りを絶縁性ポリマで覆ってなるモールド成形体及びその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a molded product in which each metal body is covered with an insulating polymer in a state where the metal bodies are spaced apart at a predetermined interval for the purpose of electrical insulation of a plurality of plate-like metal bodies, and a method for manufacturing the same. It is about.
従来、数百V/mm以上という比較的高い平均電界強度の金属体間を絶縁性ポリマで絶縁する際、長期にわたる信頼性を確保するために、その絶縁性ポリマで構成されるモールド部で金属体をモールド被覆する手法が一般的に用いられている。モールド被覆する手法としては、金属体の露出させたい部位を把持した状態で、目的とする形状に絶縁性ポリマを射出成形(又は押出成形)する手法が最も良く用いられている。 Conventionally, when insulating between metal bodies with a relatively high average electric field strength of several hundred V / mm or more with an insulating polymer, in order to ensure long-term reliability, the metal part is made of the insulating polymer. A technique of coating the body with a mold is generally used. As a mold coating technique, a technique in which an insulating polymer is injection-molded (or extruded) into a target shape while holding a portion of a metal body to be exposed is most often used.
図10(a)に示すように、一般的なモールド成形体100は、複数の端子部101a,102aを有する2枚の板状金属体101,102をモールド部103でモールド被覆したものである。金属体101,102の端子部101a,102aは、モールド部103から露出した状態となっている。金属体101,102は、図10(b),図10(c)に示すように、所定間隔で離間させた状態で絶縁されている。
As shown in FIG. 10A, a general molded
図11に示すように、金属体101,102を射出成形金型110のキャビティ113内にセットされる。金属体101,102は、端子部101a,102aを上金型111及び下金型112間に挟んだ状態でキャビティ113内に固定される。その後、キャビティ113に連通して設けられた少なくとも1箇所の射出ヘッド115から、キャビティ113内に溶融樹脂116を供給する。溶融樹脂116を冷却固化させることでモールド部103が形成され、図10に示したモールド成形体100が得られる。
As shown in FIG. 11, the
本発明に関連する先行技術文献情報として、以下に示すものが挙げられる。 Examples of prior art document information related to the present invention include the following.
上述のような絶縁モールド成形体を射出成形により成形した場合、主な問題点として以下の3つがある。 When the above-described insulating mold molded body is molded by injection molding, there are the following three main problems.
(a) 溶融粘度が高い樹脂や、板状金属体101,102の面積が大きくなると、金属体間隔(絶縁厚)105を低減するには限界がある。
(A) When the area of the resin having a high melt viscosity or the plate-
金属体101,102の面積に対して、金属体101,102間の隙間105を狭くしていくと、射出成形材料(溶融樹脂116)が金属体101,102間に入り込みにくくなり、金属体101,102間に欠陥のない絶縁層を形成できなくなってしまう。射出成形には、精度よく射出成形を行うために、溶融時の粘度が小さいナイロンなどが用いられるが、1辺が200mm程度の金属体101,102に対して精度良く、良好な成形性で射出成形可能な隙間105は0.5mm程度である。隙間105がそれよりも小さい場合には、溶融樹脂116がキャビティ113の端部(隅々)まで行き渡らなくなり、ボイドが発生するなどといった問題が生じやすくなる。このような材料の流入不足は金属体101,102間の絶縁特性の低下につながる。
When the
(b) 板状金属体101,102における隙間105の均一性が確保できない。
(B) The uniformity of the
厚さが比較的薄い板状金属体101,102を一定間隔で離間させた状態で絶縁し、かつ、金属体101,102の外側をモールド部103でモールド被覆する場合、金属体101,102を把持する部分が少なくなる。その結果、射出された溶融樹脂116の圧力によって金属体101,102が変形し、隙間105の均一性が失われてしまう。隙間105の均一性が失われると、金属体101,102に電圧を印加した際に、間隔が狭い部位に電界が集中してしまい、絶縁構造の欠陥となり長期信頼性が損なわれる可能性がある。
In the case where the plate-
(c) 絶縁材料(絶縁性ポリマ)と金属体101,102を密着させることが難しい。
(C) It is difficult to make the insulating material (insulating polymer) and the
板状金属体101,102の周囲又は隙間105は、金属体101,102に電圧が印加された際に電界が集中する部分となるが、絶縁材料のモールド成形時の“引け”や、通電環境(又は使用環境)の温度変化によって繰り返される加熱、冷却により、金属体101,102と絶縁材料の界面に剥離が生じると、絶縁性能が低下してしまい、絶縁破壊が生じるおそれが高まる。また、金属体101,102と絶縁材料の界面において部分放電が発生し、寿命を著しく低下させるおそれがある。従って、絶縁材料と金属体101,102は強固に接着する必要があるが、絶縁材料に接着剤を含有させた場合、金型離形性が悪化したり、溶融樹脂116の粘度が上昇して成形性が悪化してしまう。また、金属体101,102に接着剤を事前に塗布しておいた場合、絶縁材料の射出圧によって接着剤が流動、移動してしまい、接着力にばらつきが生じるという問題がある。
The periphery of the plate-
以上の事情を考慮して創案された本発明の目的は、複数の金属体間の狭隘な隙間に均一な厚さの絶縁層を形成可能なモールド成形体及びその製造方法を提供することにある。 An object of the present invention created in view of the above circumstances is to provide a molded body capable of forming an insulating layer having a uniform thickness in a narrow gap between a plurality of metal bodies and a method for manufacturing the same. .
上記目的を達成すべく本発明に係るモールド成形体は、複数の板状金属体の電気的絶縁などを目的として、板状金属体を所定間隔で離間させた状態で各板状金属体の周りを絶縁性ポリマで覆ってなるモールド成形体において、
各板状金属体の間に、融点がT1の絶縁性ポリマで構成されるスペーサポリマ部を有し、 それらのスペーサポリマ部及び各板状金属体の周りを、融点がT2(<T1)の絶縁性ポリマで構成されるモールド部で覆ったものである。
In order to achieve the above object, the molded body according to the present invention is provided around the respective plate-like metal bodies with the plate-like metal bodies spaced apart at a predetermined interval for the purpose of electrical insulation of the plurality of plate-like metal bodies. In a molded product in which is covered with an insulating polymer,
Between each plate-shaped metal body, there is a spacer polymer portion composed of an insulating polymer having a melting point of T1, and around the spacer polymer portion and each plate-shaped metal body, the melting point is T2 (<T1). It is covered with a mold part made of an insulating polymer.
ここで、融点がT1の絶縁性ポリマが芳香族ポリマを主成分とするポリマ材であり、融点がT2の絶縁性ポリマがポリオレフィンを主成分とするポリマ材であることが好ましい。 Here, it is preferable that the insulating polymer having a melting point of T1 is a polymer material having an aromatic polymer as a main component, and the insulating polymer having a melting point of T2 is a polymer material having a main component of polyolefin.
各板状金属体とスペーサポリマ部の間及び各板状金属体とモールド部の間に、融点T3がT3<T1の関係にある接着剤で構成される接着層をそれぞれ設けてもよい。また、各板状金属体とスペーサポリマ部の間及び各板状金属体とモールド部の間に、融点T3がT3<T1の関係にある接着剤で構成される第1接着層及び第2接着層をそれぞれ設け、かつ、その第1接着層及び第2接着層を構成する各接着剤が高い相溶性を有することが好ましい。 An adhesive layer composed of an adhesive having a melting point T3 of T3 <T1 may be provided between each plate-like metal body and the spacer polymer portion and between each plate-like metal body and the mold portion. Further, a first adhesive layer and a second adhesive layer composed of an adhesive having a melting point T3 of T3 <T1 between each plate-like metal body and the spacer polymer part and between each plate-like metal body and the mold part. It is preferable that each layer is provided and each adhesive constituting the first adhesive layer and the second adhesive layer has high compatibility.
一方、本発明に係るモールド成形体の製造方法は、複数の板状金属体の電気的絶縁などを目的として、板状金属体を所定間隔で離間させた状態で各板状金属体の周りを絶縁性ポリマで覆ってなるモールド成形体の製造方法において、
所定間隔に離間された各板状金属体の間に、融点がT1の絶縁性ポリマで構成される第1シート材を配置し、
最外に位置する各板状金属体の外側に、融点がT2(<T1)の絶縁性ポリマで構成される第2シート材を重ねて配置し、
それらの各板状金属体、第1シート材、及び第2シート材で構成される積層体に、T2より高く、かつ、T1より低い温度で加熱加圧成形処理を施し、
各板状金属体間の間隔を第1シート材で確保しつつ、第2シート材を溶融させ、各板状金属体及び第1シート材の周りを、融点がT2の絶縁性ポリマで構成されるモールド部で覆うものである。
On the other hand, the method for producing a molded body according to the present invention is provided for the purpose of electrical insulation of a plurality of plate-like metal bodies around each plate-like metal body in a state where the plate-like metal bodies are spaced apart at a predetermined interval. In the method for producing a molded article covered with an insulating polymer,
A first sheet material made of an insulating polymer having a melting point of T1 is disposed between each plate-like metal body spaced at a predetermined interval,
A second sheet material made of an insulating polymer having a melting point of T2 (<T1) is placed on the outer side of each outermost sheet metal body,
The laminated body composed of each of the plate-shaped metal bodies, the first sheet material, and the second sheet material is subjected to a heat and pressure molding process at a temperature higher than T2 and lower than T1.
The second sheet material is melted while securing the interval between the respective plate metal bodies with the first sheet material, and the periphery of each plate metal body and the first sheet material is made of an insulating polymer having a melting point of T2. The mold part is covered.
また、本発明に係るモールド成形体の製造方法は、複数の板状金属体の電気的絶縁などを目的として、板状金属体を所定間隔で離間させた状態で各板状金属体の周りを絶縁性ポリマで覆ってなるモールド成形体の製造方法において、
所定間隔に離間された各板状金属体の間に、融点がT1の絶縁性ポリマで構成される第1シート材を配置し、
それらの各板状金属体及び第1シート材で構成される積層体を、射出成形金型のキャビティ内に配置し、
そのキャビティ内に、融点がT2(<T1)の絶縁性ポリマを、T2より高く、かつ、T1より低い温度で加熱溶融させた状態で射出し、
各板状金属体間の間隔を第1シート材で確保しつつ、各板状金属体及び第1シート材の周りを、融点がT2の絶縁性ポリマで構成されるモールド部で覆うものである。
In addition, the method for producing a molded body according to the present invention is provided around the respective plate-like metal bodies in a state where the plate-like metal bodies are separated at a predetermined interval for the purpose of electrical insulation of the plurality of plate-like metal bodies. In the method for producing a molded article covered with an insulating polymer,
A first sheet material made of an insulating polymer having a melting point of T1 is disposed between each plate-like metal body spaced at a predetermined interval,
Arrange the laminated body composed of each of the plate-like metal bodies and the first sheet material in the cavity of the injection mold,
An insulating polymer having a melting point of T2 (<T1) is injected into the cavity while being heated and melted at a temperature higher than T2 and lower than T1,
The space between the respective plate-like metal bodies is secured by the first sheet material, and the periphery of each plate-like metal body and the first sheet material is covered with a mold portion made of an insulating polymer having a melting point of T2. .
ここで、各板状金属体の間に、第1シート材を複数枚配置してもよい。 Here, a plurality of first sheet materials may be disposed between the respective plate-like metal bodies.
第1シート材の表面及び第2シート材の金属体側面に、融点T3がT3<T1の関係にある接着剤で構成される第1接着層及び第2接着層をそれぞれ一体に設け、加熱加圧成形処理後、第1接着層により各第1シート材と各板状金属体を接着し、第2接着層によりモールド部と各板状金属体を接着するようにしてもよい。また、第1接着層及び第2接着層を構成する各接着剤を相溶させ、第1接着層と第2接着層を接着するようにしてもよい。 A first adhesive layer and a second adhesive layer made of an adhesive having a melting point T3 of T3 <T1 are integrally provided on the surface of the first sheet material and the metal body side surface of the second sheet material, respectively. After the pressure forming process, the first sheet material and the plate-like metal bodies may be bonded by the first adhesive layer, and the mold part and the plate-like metal bodies may be bonded by the second adhesive layer. Alternatively, the adhesives constituting the first adhesive layer and the second adhesive layer may be mixed to bond the first adhesive layer and the second adhesive layer.
第1シート材の表面に、融点T3がT3<T1の関係にある接着剤で構成される第1接着層を一体に設け、加熱加圧成形処理後、第1接着層により各第1シート材と各板状金属体を接着するようにしてもよい。 A first adhesive layer composed of an adhesive having a melting point T3 of T3 <T1 is integrally provided on the surface of the first sheet material, and each first sheet material is formed by the first adhesive layer after the heat and pressure forming process. Each plate-like metal body may be bonded.
本発明によれば、複数の板状金属体を絶縁性ポリマでモールド被覆することができ、かつ、複数の板状金属体間を薄くて、厚さが均一な絶縁層を介して絶縁することができるという優れた効果を発揮する。 According to the present invention, a plurality of plate-like metal bodies can be mold-coated with an insulating polymer, and the plurality of plate-like metal bodies are insulated through an insulating layer having a thin and uniform thickness. Demonstrate the excellent effect of being able to.
以下、本発明の好適一実施の形態を添付図面に基づいて説明する。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, a preferred embodiment of the invention will be described with reference to the accompanying drawings.
本発明の好適一実施の形態に係るモールド成形体の構造図を図3に示す。図3(a)は平面図、図3(b)は図3(a)の3B−3B線断面図である。
FIG. 3 shows a structural diagram of a molded product according to a preferred embodiment of the present invention. 3A is a plan view, and FIG. 3B is a cross-sectional view taken along
図3(a),図3(b)に示すように、本実施の形態に係るモールド成形体は、複数枚(図3(b)中では2枚を図示)の板状金属体(金属プレート)31,32の周りをモールド部33で覆ってなるものである。
As shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b), the molded body according to the present embodiment has a plurality of plate-like metal bodies (metal plates shown in FIG. 3 (b)). ) 31 and 32 are covered with a
各金属プレート31,32の間には、融点(又は軟化点)がT1の絶縁性ポリマ(後述)と融点がT3(T3<T1)の接着剤(後述)で構成されるスペーサポリマ部34が設けられる。スペーサポリマ部34及び各金属プレート31,32の周りが、融点(又は軟化点)がT2(<T1)の絶縁性ポリマ(後述)で構成されるモールド部33で覆われる。モールド部33からは、突出部(端子部)31a,32aが突出される。
Between each of the
本実施の形態に係るモールド成形体の製造方法を、添付図面に基づいて説明する。 The manufacturing method of the molded object which concerns on this Embodiment is demonstrated based on an accompanying drawing.
先ず、図1に示すように、融点がT1の絶縁性ポリマで構成される第1シート材11の表面(図1中では上下両面)に、融点T3がT3<T1の関係にある接着剤で構成される第1接着層12a,12bを一体に設け、スペーサポリマシート10が構成される。ここで、第1接着層は、第1シート材11の片面のみに設けてもよい。また、第1接着層は必ずしも設ける必要はない。
First, as shown in FIG. 1, an adhesive having a relationship of melting point T3 T3 <T1 is applied to the surface (upper and lower surfaces in FIG. 1) of the
一方、図2に示すように、融点がT2(<T1)の絶縁性ポリマで構成される第2シート材21の金属体側面(図2中では下面)に、融点T3がT3<T1の関係にある接着剤で構成される第2接着層22を一体に設け、モールドポリマシート20が構成される。ここで、第2接着層は必ずしも設ける必要はない。
On the other hand, as shown in FIG. 2, the metal sheet side surface (the lower surface in FIG. 2) of the second sheet material 21 made of an insulating polymer having a melting point T2 (<T1) has a relationship that the melting point T3 is T3 <T1. The molded
次に、図4に示すように、各金属プレート31,32の間にスペーサポリマシート10を挟み、その各金属プレート31,32にモールドポリマシート20,20の第2接着層22側を重ねて積層することで、積層体40が形成される。この時、各金属プレート31,32の一部が積層体40からはみ出るように積層される。積層体40からはみ出た各金属プレート31,32の先端が端子部31a,32aとなる。また、各金属プレート31,32の間に、スペーサポリマシート10を複数枚配置してもよい。このスペーサポリマシート10の配置枚数を調整することによって、後述するモールド成形体30における各金属プレート31,32間の隙間を自在に調整することができる。尚、金属プレートの枚数が3枚以上の場合は、最外に位置する2枚の各金属プレートの外側にのみモールドポリマシート20,20が配置される。
Next, as shown in FIG. 4, the
積層体40は、加熱加圧プレス成形機の加熱加圧プレス熱板41,42間に配置される。端子部31aは、図5に示すように、上金型43及び下金型44で挟持され、下金型44の段差部44aに端子部31aが着座される。また、端子部32aは、上金型45及び下金型46で挟持され、上金型45の段差部45aに端子部32aが着座される。プレス熱板41,42の少なくとも一方は、油圧ピストンのシリンダ(図示せず)などに接続されており、矢印A1,A2の方向、つまり積層体40の圧縮方向に移動自在である。
The laminate 40 is disposed between the heating and pressing press
次に、積層体40に、T2より高く、かつ、T1より低い温度で加熱加圧成形処理が施される。また、この加熱加圧成形処理時の圧力は、第2シート材21が溶融してなる溶融ポリマ63(後述)が流動する際に、十分に変形、流動できる程度の圧力であれば特に限定するものではない。
Next, the
この加熱加圧成形処理時、図6に示すように、スペーサポリマシート10の第1シート材11は溶融せず、形状が保持されることから、各金属プレート31,32の間に、ほぼ第1シート材11の厚さ分の間隔(隙間)が確保される。また、この隙間は、各金属プレート31,32の面方向にわたって均一となる。さらに、各モールドポリマシート20の第2シート材21は、加熱加圧成形処理によって溶融して溶融ポリマ63となり、この溶融ポリマ63が加熱加圧プレス熱板41,42、金型43,44、及び金型45,46で構成される空間61を埋めるように流動する。また、第1接着層12a,12b及び第2接着層22,22を構成する各接着剤は、融点T3がT2と同様に<T1の関係にあるため、加熱加圧成形処理によって一部が溶融し、溶融ポリマ63と共に流動する。T3は、T3≦T2、T3≧T2のいずれであってもよい。
As shown in FIG. 6, the
空間61内に行き渡った溶融ポリマ63が冷却、固化されることで、図7に示すように、各金属プレート31,32及び第1シート材11の周りがモールド部33で覆われたモールド成形体30が得られる。第1シート材11と各金属プレート31,32は、残存する第1接着層12a,12bを介して接着される。また、金属プレート31のモールド側面(図7中では下面)の大部分とモールド部33及び金属プレート32のモールド側面(図7中では上面)の大部分とモールド部33は、残存する第2接着層22,22を介して接着される。第1シート材11と残存する第1接着層12a,12bで、スペーサポリマ部34が構成される。尚、第1シート材11に第1接着層を設けていない場合、第1シート材11そのものがスペーサポリマ部34となる。
As the
ここで、第1接着層12a,12bを構成する融点がT1の絶縁性ポリマと、第2接着層22を構成する融点がT2の絶縁性ポリマの融点の差が大きいほど、モールド成形体30の製造が容易、かつ、安定となる。
Here, the larger the difference between the melting points of the insulating polymer having the melting point T1 constituting the first
融点がT1の絶縁性ポリマとしては、芳香族ポリマを主成分とするポリマ材が好適である。また、融点がT2の絶縁性ポリマとしては、ポリオレフィンを主成分とするポリマ材や、各種エラストマが好適である。つまり、融点がT1の絶縁性ポリマとしては、芳香族ポリマ材に対して強固な接着が得られる第1の接着機構を有する第1のポリマを用いることが好ましい。一方、融点がT2の絶縁性ポリマとしては、金属材に対して強固な接着が得られる第2の接着機構を有する第2のポリマを用いることが好ましい。各ポリマは、高い相溶性を有していることがより好ましい。これは、各金属プレート31,32のスペーサポリマシート10側に、第2接着層22を設けた場合、第1接着層12a,12bと第2接着層22,22が隣接することになる。この時、第1のポリマと第2のポリマが高い相溶性を有している場合、第1接着層12a,12bと第2接着層22,22が強固に接着され、延いては、各金属プレート31,32と第1シート材11をより強固に接着することができる。
As the insulating polymer having a melting point of T1, a polymer material mainly composed of an aromatic polymer is suitable. Further, as the insulating polymer having a melting point of T2, polymer materials mainly composed of polyolefin and various elastomers are suitable. That is, as the insulating polymer having a melting point T1, it is preferable to use a first polymer having a first adhesion mechanism that can provide strong adhesion to an aromatic polymer material. On the other hand, as the insulating polymer having a melting point of T2, it is preferable to use a second polymer having a second adhesion mechanism capable of obtaining strong adhesion to a metal material. It is more preferable that each polymer has high compatibility. In this case, when the second
第1の接着機構は、芳香族ポリマとの相溶性が高いスチレンブロックを有するスチレン系エラストマ(ポリマ)を接着剤として用いることで、接着剤と芳香族ポリマ材を加熱加圧すると、接着剤中のスチレンブロック部分と芳香族ポリマが相溶し、接着剤と芳香族ポリマ材が強固に接着される。ここで、芳香族ポリマとは、主鎖に芳香環を有するポリマを意味し、例えば、
ポリフェニレンエーテル(PPE)、
ポリエーテルイミド(PEI)、
ポリカーボネート(PC)、
ポリエーテルサルホン、
ポリイミド、
ポリフェニレンサルファイド、
ポリサルホン、
ポリエーテルエーテルケトン、
などが代表的であるが、これらに限定するものではない。一方、スチレンブロックを有するスチレン系エラストマとしては、例えば、
スチレン−エチレンブチレン−スチレン共重合体(SEBS)、スチレン−エチレンプロピレン−スチレン共重合体(SEPS)、スチレン−ブチレン−スチレン共重合体(SBS)などのトリブロック共重合体、
水添したスチレン−ブタジエンゴムなどのジブロック共重合体、
などが挙げられる。
The first bonding mechanism uses a styrene-based elastomer (polymer) having a styrene block highly compatible with an aromatic polymer as an adhesive. When the adhesive and the aromatic polymer material are heated and pressurized, The styrene block portion and the aromatic polymer are compatible with each other, and the adhesive and the aromatic polymer material are firmly bonded. Here, the aromatic polymer means a polymer having an aromatic ring in the main chain, for example,
Polyphenylene ether (PPE),
Polyetherimide (PEI),
Polycarbonate (PC),
Polyethersulfone,
Polyimide,
Polyphenylene sulfide,
Polysulfone,
Polyetheretherketone,
However, it is not limited to these. On the other hand, as a styrene-based elastomer having a styrene block, for example,
Triblock copolymers such as styrene-ethylenebutylene-styrene copolymer (SEBS), styrene-ethylenepropylene-styrene copolymer (SEPS), styrene-butylene-styrene copolymer (SBS),
Diblock copolymers such as hydrogenated styrene-butadiene rubber,
Etc.
また、第2の接着機構は、酸変性又はエポキシ変性されたポリマを接着剤として用いることで、ポリマの酸基部位又はエポキシ基部位が金属表面の水分子や酸化物と水素結合し、接着剤と金属材が強固に接着される。ポリマの酸変性のなかで代表的なものとして、マレイン酸変性があり、その酸変性されて得られるポリマとしては、例えば、
SBS、SEBS、ポリイソブチレン(PIB)などのエラストマ、
ポリエチレン(PE)、ポリプロピレンなどのオレフィン系を始めとするポリマ、
が挙げられる。一方、エポキシ基を有するポリマとしては、例えば、
ポリエチレンとポリスチレンの共重合体をグリシジル化したもの、
エチレン−グリシジルメタクリレート共重合体(EGMA)とポリスチレン(PS)との共重合体をグリシジル化したもの、
などが挙げられる。
The second adhesive mechanism uses an acid-modified or epoxy-modified polymer as an adhesive, so that the acid group site or epoxy group site of the polymer is hydrogen-bonded to water molecules or oxides on the metal surface, and the adhesive And the metal material are firmly bonded. Typical examples of acid modification of polymers include maleic acid modification. Examples of polymers obtained by acid modification include, for example,
Elastomers such as SBS, SEBS, polyisobutylene (PIB),
Polymers including olefins such as polyethylene (PE) and polypropylene,
Is mentioned. On the other hand, as a polymer having an epoxy group, for example,
A glycidylated copolymer of polyethylene and polystyrene,
A glycidylated copolymer of ethylene-glycidyl methacrylate copolymer (EGMA) and polystyrene (PS),
Etc.
本実施の形態に係るモールド成形体の製造方法によれば、金属プレート31,32の間にスペーサポリマシート10を配置した状態で、モールド部33のモールド被覆を行うことで、薄い絶縁層であるスペーサポリマ部34(図3(b)参照)を均一に形成することができる。つまり、金属プレート31,32をモールド部33でモールド被覆することができ、かつ、金属プレート31,32間を薄くて、厚さが均一な絶縁層を介して絶縁することができる。このスペーサポリマ部34の形成は、金属プレート31,32の面積の大きさ及び金属プレート31,32の離間距離の大きさに影響されることはない。また、スペーサポリマ部34の厚さ、すなわち金属プレート31,32間の隙間は金属プレート面方向にわたって均一である。
According to the method of manufacturing a molded body according to the present embodiment, a thin insulating layer is obtained by performing mold coating of the
また、本実施の形態に係るモールド成形体のモールド部33及びスペーサポリマ部34は、図11に示した従来のモールド成形体の製造方法のように射出成形で形成されるものではなく、加熱加圧成形により形成することができる。つまり、図6に示した加熱加圧プレス熱板41,42、金型43,44、及び金型45,46で構成される簡易な枠体を用い、モールド部33及びスペーサポリマ部34を製造することができ、射出成形用の高価な金型を用いる必要がない。よって、安価にモールド成形体30を製造することができる。
Further, the
また、本実施の形態に係るモールド成形体30の製造に用いる第2シート材21の形状、厚さは、最終的なモールド部33の体積を勘案し、最低限必要な体積量よりも10〜40%体積が多くなるように調整される。言い換えると、溶融ポリマ63のオーバーフロー量が、モールド部33の実際の体積量の10〜40%となるように、第2シート材21の形状、厚さが調整される。溶融ポリマ63のオーバーフロー量を十分にとることで、モールド部33の形状再現性が高くなる。
In addition, the shape and thickness of the second sheet material 21 used for manufacturing the molded
また、各金属プレート31,32をモールド部33でモールド被覆する際、各金属プレート31,32とモールド部33の間の密着強度、すなわち、各金属プレート31,32とモールド部33の剥離強度の大小が、モールド成形体30の絶縁性能を決定する主要因となる。よって、本実施の形態に係るモールド成形体30においては、各金属プレート31,32とモールド部33を接着剤を介して接着している。具体的には、第1シート材11及び第2シート材21の表面、各金属プレート31,32の表面、又は第1シート材11、第2シート材21、及び各金属プレート31,32の表面に、事前に接着層が形成される。その結果、各金属プレート31,32とモールド部33を均一に、かつ、強固に接着させることができ、延いてはモールド成形体30の絶縁性能を、長期にわたって良好に保持することができる。
Further, when the
また、融点がT2の絶縁性ポリマと各金属プレート31,32の接着強度は、酸変性(又はエポキシ変性)ポリマの酸変性(又はエポキシ変性)量を調整することで、自在に調整することができる。また、融点がT1の絶縁性ポリマと第1シート材11の接着強度は、スチレン系エラストマのスチレンブロック部分のスチレン量を調整することで、自在に調整することができる。
Further, the adhesive strength between the insulating polymer having a melting point of T2 and the
本実施の形態に係るモールド成形体30は、例えば、モールド型電源ブスプレートに好適である。
The molded
また、本実施の形態においては、図6に示したように、加熱加圧プレス熱板41,42、金型43,44、及び金型45,46で構成される枠体を用いてモールド部33を形成する場合について説明を行ったが、これに限定するものではない。例えば、枠体として、図8(a),図8(b)に示す下金枠81及び上金枠(図示せず)を用いてモールド部33を形成するようにしてもよい。下金枠81は、加熱加圧プレス熱板42及び下金型44,46を一体化したものに相当し、下金枠81内の空間部82に、モールドポリマシート20、金属プレート31、及びスペーサポリマシート10が収容される。一方、上金枠は、加熱加圧プレス熱板41及び上金型43,45を一体化したものに相当し、上金枠内の空間部に、金属プレート32及びモールドポリマシート20が収容される。
Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 6, the mold part is formed by using a frame constituted by heating and pressing press
次に、本発明の他の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。 Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
前実施の形態に係るモールド成形体の製造方法は、加熱加圧成形処理を用いてモールド部の形成を行うものであった。これに対して、本実施の形態に係るモールド成形体の製造方法は、射出成型を用いてモールド部の形成を行うものである。 The method for manufacturing a molded body according to the previous embodiment is to form a mold part using a heat and pressure molding process. On the other hand, the method for producing a molded body according to the present embodiment forms the mold part using injection molding.
具体的には、先ず、図1に示した融点がT1の絶縁性ポリマで構成される第1シート材11の表面(図1中では上下両面)に、融点T3がT3<T1の関係にある接着剤で構成される第1接着層12a,12bを一体に設け、スペーサポリマシート10が構成される。
Specifically, first, the melting point T3 has a relationship of T3 <T1 on the surface (upper and lower surfaces in FIG. 1) of the
次に、各金属プレート31,32の間にスペーサポリマシート10を挟み、積層することで、図9に示すように、積層体90が形成される。この時、各金属プレート31,32の一部が積層体90からはみ出るように積層される。積層体90からはみ出た各金属プレート31,32の先端が端子部31a,32aとなる。また、各金属プレート31,32の間に、スペーサポリマシート10を複数枚配置してもよい。このスペーサポリマシート10の配置枚数を調整することによって、後述する各金属プレート31,32間の隙間を自在に調整することができる。
Next, by sandwiching and laminating the
積層体90は、一旦、プレス成形機のプレス熱板間に配置された後、加熱処理が施される。これによって、第1接着層12a,12bが溶融され、各金属プレート31,32と第1シート材11が第1接着層12a,12bを介して接着される。その後、この接着された積層体90が射出成形金型90のキャビティ93内にセットされる。金属プレート31,32は、端子部31a,32aを上金型92及び下金型92間に挟んだ状態でキャビティ93内に固定される。その後、キャビティ93に連通して設けられた少なくとも1箇所の射出ヘッド95から、キャビティ93内に溶融ポリマ96を供給する。この溶融ポリマ96は、融点がT2(<T1)の絶縁性ポリマを、T2より高く、かつ、T1より低い温度で加熱溶融させたものである。
The
この射出成型時、スペーサポリマシート10の第1シート材11は溶融せず、形状が保持されることから、各金属プレート31,32の間に、ほぼ第1シート材11の厚さ分の間隔(隙間)が確保される。また、この隙間は、各金属プレート31,32の面方向にわたって均一となる。さらに、溶融ポリマ96はキャビティ93の隙間を埋めるように流動する。また、第1接着層12a,12bを構成する接着剤は、融点T3がT3<T1の関係にあるため、射出成型時の温度によって一部が溶融し、溶融ポリマ96と共に流動する。
At the time of this injection molding, the
キャビティ93内に行き渡った溶融ポリマ96が冷却、固化されることで、各金属プレート31,32及び第1シート材11の周りがモールド部33で覆われたモールド成形体30(図3参照)が得られる。第1シート材11と各金属プレート31,32は、残存する第1接着層12a,12bを介して接着される。
The molten polymer 96 that has spread into the cavity 93 is cooled and solidified, so that the molded body 30 (see FIG. 3) in which the
本実施の形態に係るモールド成形体の製造方法は、前実施の形態に係るモールド成形体の製造方法と異なり、射出成型を用いてモールド部の形成を行うため、高価な射出成形金型を必要とする。しかしながら、本実施の形態に係るモールド成形体の製造方法は、少なくとも3層構造の積層体90に対してモールド被覆を行うものであり、図2に示したモールドポリマシート20を必要としない。よって、少なくとも5層構造の積層体40に対してモールド被覆を行う前実施の形態に係るモールド成形体の製造方法と比べて、積層体の形成までに要する工程を簡略化することができる。
Unlike the method for producing a molded body according to the previous embodiment, the method for producing a molded body according to the present embodiment forms a mold part using injection molding, and therefore requires an expensive injection mold. And However, the method for producing a molded body according to the present embodiment performs mold coating on the laminate 90 having at least a three-layer structure, and does not require the
以上、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、他にも種々のものが想定されることは言うまでもない。 As described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it goes without saying that various other things are assumed.
次に、本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。 Next, although this invention is demonstrated based on an Example, this invention is not limited to this Example.
板状金属体として2枚の銅板(200mm×280mm、厚さtが1mm)を準備し、図3(b)に示したようにラップ幅Lを210mm、銅板間の離間距離を0.4mmとして、ラップ領域を含むモールド領域(240mm×250mm)をモールド被覆を行った。 Prepare two copper plates (200mm x 280mm, thickness t is 1mm) as a plate-shaped metal body, and as shown in Fig. 3 (b), the lap width L is 210mm and the distance between the copper plates is 0.4mm. The mold area (240 mm × 250 mm) including the wrap area was mold-coated.
(実施例1)
図1に示したように、両面に熱硬化型接着層を塗布形成したPPEシート(旭化成(株)製、ザイロン540Z、厚さtが0.4mm)を準備し、2枚の銅板のラップ領域より縦横が10mm大きいサイズ(220mm×230mm)に切断した。また、図2に示したように、片面にホットメルト接着剤層を塗布形成した難燃PE樹脂シート(宇部興産(株)製、Z555、厚さtが2.5m)を準備し、2枚の難燃PE樹脂シートの体積が、240mm×250mm×5mmのモールド成形体の体積から銅板及びPPEシートの体積を引いた値よりも大きくなるように、難燃PE樹脂シートを切断形成した(220mm×230mm×2.5mm)。さらに、図8に示した下金型81と、この下金枠81と一対の上金枠で構成される枠体を準備した。
Example 1
As shown in FIG. 1, a PPE sheet (manufactured by Asahi Kasei Co., Ltd., Zylon 540Z, thickness t is 0.4 mm) prepared by applying a thermosetting adhesive layer on both sides is prepared. It was cut into a size (220mm x 230mm) larger by 10mm in length and breadth. Also, as shown in FIG. 2, a flame-retardant PE resin sheet (manufactured by Ube Industries, Z555, thickness t is 2.5 m) having a hot-melt adhesive layer formed on one side is prepared. The flame retardant PE resin sheet was cut and formed so that the volume of the flame retardant PE resin sheet was larger than the value obtained by subtracting the volume of the copper plate and the PPE sheet from the volume of the molded body of 240 mm × 250 mm × 5 mm (220 mm × 230mm x 2.5mm). Further, a
この枠体内に、難燃PE樹脂シート、銅板、PPEシート、銅板、難燃PE樹脂シートの順に重ねた積層体を配置した。この積層体を、枠体ごと加熱加圧プレス熱板間に挟み、130℃に加熱した加熱加圧プレス成形機にセットした。十分な予熱を行った後、0.5MPaの圧力を加えて加熱加圧成形処理を施し、図7に示した構造のモールド成形体(試料1)を作製した。 In this frame, a laminated body in which a flame retardant PE resin sheet, a copper plate, a PPE sheet, a copper plate, and a flame retardant PE resin sheet were stacked in this order was disposed. The laminate was sandwiched between the heating and pressing press hot plates together with the frame and set in a heating and pressing press molding machine heated to 130 ° C. After sufficient preheating, a pressure of 0.5 MPa was applied to perform heat and pressure molding treatment to produce a molded body (sample 1) having the structure shown in FIG.
その結果、試料1においては、1辺が200mm程度、離間距離が0.4mmの銅板間に、非常に薄い均一な絶縁層(スペーサポリマ部)を形成することができた。この試料1の、部分放電発生消滅(10pC)電圧を計測した結果、8kV以上の値が得られ、このモールド成形体の銅板間及び銅板周囲において、電気的絶縁に悪影響を与える大きさのボイドの発生は無かった。
As a result, in
また、この試料1に対し、−25℃〜105℃のヒートサイクルを100回繰り返した後、再度、部分放電開始消滅電圧を測定した結果、ヒートサイクルを加える以前と同じ8kV以上の値が得られた。つまり、ヒートサイクルを加えても、銅板とPPEシートの界面に剥離やボイドは発生しておらず、銅板とPPEシートが強固に接着されていることが確認できた。
In addition, after repeating the heat cycle of −25 ° C. to 105 ° C. 100 times for this
(実施例2)
実施例1と同じPPEシートを作製した。また、枠体として図9に示した射出成形金型90を準備した。
(Example 2)
The same PPE sheet as in Example 1 was produced. Moreover, the
銅板、PPEシート、銅板の順に重ねた積層体を、プレス成形機の加熱プレス熱板間に挟み、130℃に加熱した。この加熱処理によってPPEシートの接着層が溶融し、銅板とPPEシートが接着層を介して接着された。この積層体を射出成形金型90のキャビティ93内に配置した後、溶融した難燃PE樹脂をキャビティ93内に射出して射出成型を行い、図7に示した構造のモールド成形体(試料2)を作製した。
The laminated body which laminated | stacked the copper plate, the PPE sheet | seat, and the copper plate in order was pinched | interposed between the hot press hot plates of a press molding machine, and it heated at 130 degreeC. By this heat treatment, the adhesive layer of the PPE sheet was melted, and the copper plate and the PPE sheet were bonded via the adhesive layer. After this laminated body is placed in the cavity 93 of the
その結果、試料2においては、1辺が200mm程度、離間距離が0.4mmの銅板間に、非常に薄い均一な絶縁層(スペーサポリマ部)を形成することができた。この試料2の、部分放電発生消滅(10pC)電圧を計測した結果、8kV以上の値が得られ、このモールド成形体の銅板間及び銅板周囲において、電気的絶縁に悪影響を与える大きさのボイドの発生は無かった。 As a result, in Sample 2, a very thin uniform insulating layer (spacer polymer portion) could be formed between copper plates having a side of about 200 mm and a separation distance of 0.4 mm. As a result of measuring the partial discharge occurrence extinction (10pC) voltage of Sample 2, a value of 8 kV or more was obtained, and voids having a size that adversely affects electrical insulation between and around the copper plate of this molded product There was no outbreak.
また、この試料2に対し、−25℃〜105℃のヒートサイクルを100回繰り返した後、再度、部分放電開始消滅電圧を測定した結果、ヒートサイクルを加える以前と同じ8kV以上の値が得られた。つまり、ヒートサイクルを加えても、銅板とPPEシートの界面に剥離やボイドは発生しておらず、銅板とPPEシートが強固に接着されていることが確認できた。 In addition, after repeating the heat cycle of −25 ° C. to 105 ° C. 100 times for this sample 2, the partial discharge start extinction voltage was measured again. As a result, the same value of 8 kV or more as before the heat cycle was applied was obtained. It was. That is, even when a heat cycle was applied, no peeling or void occurred at the interface between the copper plate and the PPE sheet, and it was confirmed that the copper plate and the PPE sheet were firmly bonded.
(比較例1)
枠体として図11に示した射出成形金型110を準備した。
(Comparative Example 1)
An
銅板を射出成形金型110のキャビティ113内に配置した後、溶融したポリフェニルエーテル(PPE、旭化成(株)製、ザイロン540Z)をキャビティ113内に射出して射出成型を行い、モールド成形体(試料3)を作製した。
After the copper plate is placed in the
この試料3の、部分放電発生消滅(10pC)電圧を計測した結果、1kV以下と非常に低い値となった。このモールド成形体を切断し、断面を観察した結果、銅板間に電気的絶縁に悪影響を与える大きなボイドの発生が確認された。 As a result of measuring the partial discharge occurrence extinction (10 pC) voltage of Sample 3, it was a very low value of 1 kV or less. As a result of cutting this molded body and observing the cross section, generation of large voids that adversely affect the electrical insulation between the copper plates was confirmed.
30 モールド成形体
31,32 金属プレート(板状金属体)
33 モールド部
34 スペーサポリマ部
30 Molded
33
Claims (10)
上記各板状金属体の間に、融点がT1の絶縁性ポリマで構成されるスペーサポリマ部を有し、
それらのスペーサポリマ部及び上記各板状金属体の周りを、融点がT2(<T1)の絶縁性ポリマで構成されるモールド部で覆ったことを特徴とするモールド成形体。 For the purpose of electrical insulation of a plurality of plate-like metal bodies, etc., in a molded product formed by covering each plate-like metal body with an insulating polymer in a state where the plate-like metal bodies are separated at a predetermined interval,
Between each of the above plate-like metal bodies has a spacer polymer portion composed of an insulating polymer having a melting point of T1,
A molded product comprising the spacer polymer portion and each of the plate-like metal bodies covered with a mold portion made of an insulating polymer having a melting point of T2 (<T1).
所定間隔に離間された上記各板状金属体の間に、融点がT1の絶縁性ポリマで構成される第1シート材を配置し、
最外に位置する各板状金属体の外側に、融点がT2(<T1)の絶縁性ポリマで構成される第2シート材を重ねて配置し、
それらの各板状金属体、第1シート材、及び第2シート材で構成される積層体に、T2より高く、かつ、T1より低い温度で加熱加圧成形処理を施し、
上記各板状金属体間の間隔を上記第1シート材で確保しつつ、上記第2シート材を溶融させ、各板状金属体及び第1シート材の周りを、融点がT2の絶縁性ポリマで構成されるモールド部で覆うことを特徴とするモールド成形体の製造方法。 In a method of manufacturing a molded body in which a plurality of plate-like metal bodies are covered with an insulating polymer in a state where the plate-like metal bodies are separated at a predetermined interval for the purpose of electrical insulation of a plurality of plate-like metal bodies, etc. ,
A first sheet material made of an insulating polymer having a melting point of T1 is disposed between the plate-like metal bodies spaced apart by a predetermined distance.
A second sheet material made of an insulating polymer having a melting point of T2 (<T1) is placed on the outer side of each outermost sheet metal body,
The laminated body composed of each of the plate-shaped metal bodies, the first sheet material, and the second sheet material is subjected to a heat and pressure molding process at a temperature higher than T2 and lower than T1.
The second sheet material is melted while securing the interval between the plate metal bodies with the first sheet material, and the insulating polymer having a melting point of T2 is placed around each plate metal body and the first sheet material. A method for producing a molded product, characterized in that the molded product is covered with a mold part comprising:
所定間隔に離間された上記各板状金属体の間に、融点がT1の絶縁性ポリマで構成される第1シート材を配置し、
それらの各板状金属体及び第1シート材で構成される積層体を、射出成形金型のキャビティ内に配置し、
そのキャビティ内に、融点がT2(<T1)の絶縁性ポリマを、T2より高く、かつ、T1より低い温度で加熱溶融させた状態で射出し、
上記各板状金属体間の間隔を上記第1シート材で確保しつつ、各板状金属体及び第1シート材の周りを、融点がT2の絶縁性ポリマで構成されるモールド部で覆うことを特徴とするモールド成形体の製造方法。 In a method of manufacturing a molded body in which a plurality of plate-like metal bodies are covered with an insulating polymer in a state where the plate-like metal bodies are separated at a predetermined interval for the purpose of electrical insulation of a plurality of plate-like metal bodies, etc. ,
A first sheet material made of an insulating polymer having a melting point of T1 is disposed between the plate-like metal bodies spaced apart by a predetermined distance.
Arrange the laminated body composed of each of the plate-like metal bodies and the first sheet material in the cavity of the injection mold,
An insulating polymer having a melting point of T2 (<T1) is injected into the cavity while being heated and melted at a temperature higher than T2 and lower than T1,
Cover each plate-like metal body and the first sheet material with a mold part made of an insulating polymer having a melting point of T2, while securing the interval between the plate-like metal bodies with the first sheet material. A method for producing a molded article characterized by the above.
A first adhesive layer composed of an adhesive having a melting point T3 of T3 <T1 is integrally provided on the surface of the first sheet material, and after the heat and pressure molding process, each first adhesive layer is formed by the first adhesive layer. The method for producing a molded body according to claim 6 or 7, wherein the sheet material and each of the plate metal bodies are bonded.
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